直流屏直流正極接地故障分析

李海洋+胡維江

摘 要：我廠某裝置變電所共有2臺統部生產的直流屏給高低壓設備控制回路供電，本文對統部直流屏正極接地故障進行分析，找出原因，并提供了一個有效的避免方法，對于杜絕直流屏正極或負極接地具有積極的借鑒意義。

關鍵詞：直流屏；1+1冗余系統；單相橋式整流器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.185

我廠某變電所共2臺直流屏，采用的是1+1冗余系統，輸出并聯帶所有負載。2016年12月，1#直流屏發生正極接地故障。經分析判斷、排查處理，1#直流屏的一個單相橋式整流器2#管腳接地。將金屬底座的單相橋式整流器更換為絕緣底座型的，可杜絕此處管腳接地，有效避免該處直流接地故障。

1 直流屏1+1冗余系統工作原理

（1）給直流屏輸入一個三相交流電，通過整流變成直流電，做為電源輸出給直流負載。

（2）直流屏1+1冗余系統，是將兩臺直流屏輸出通過母聯開關連接起來共同帶負載。當一臺直流屏需要檢修時，可以由另一臺帶所有負載，圖示如下：

2 直流接地故障

（1）直流正極接地，直流屏觸摸屏報正對地絕緣不良、合母電壓異常。測正對地0VDC，負對地220VDC，此時正對地就是正極對負極電壓；反之，如果直流負極接地，則正對地220VDC，負對地0VDC。

（2）直流正接地故障原因。1）第一種原因是電源輸出端之內的正極出現了對地絕緣為零，導致正極直接接地，正對地電壓為0V。2）第二種原因是直流屏的負載，包括高壓柜內的直流母線、低壓柜內的直流母線、其他雜項柜內需要直流電源的部分。如任意一臺高壓柜內的直流正極發生接地，就會發生直流屏正極接地報警。

（3）單相橋式整流器。由多只整流二極管做橋式連接，外用絕緣塑料封裝而成，大功率的橋式整流器在絕緣外層添加金屬殼包封，增強散熱。是交流電轉換成直流電的的第一個步驟。此回路單相橋式整流器為雙回路冗余運行。

（4）直流接地的危害。當直流中一極接地時，如果再發生另一極接地，將造成直流正負極短路，開關跳閘，負載失去保護，帶有直流失壓脫扣的高壓電機立即跳閘，裝置停工。

（5） 確定直流正極接地故障點的方法：

1）斷開直流輸出母聯開關，將直流屏（1+1冗余）系統分為兩個單獨個體，確定故障直流屏。

2）斷開單臺直流屏輸出開關，確定故障點是在輸出開關之內還是之外。

3）如故障在外部負載，則逐個斷開負載直流電源開關，以此排查接地點；如果故障點在直流屏內部，則按內部接線逐個排查。

另外使用便攜式接地查找儀，采用信號注入法。

3 故障處理

（1）某變電所的直流屏（1+1）冗余系統，巡檢發現1#直流屏發出報警，記錄顯示正對地絕緣不良，測1#直流屏正對地+4.58V，負對地-216V，判斷為正極接地故障。

（2）將1#和2#直流屏控制母聯拉開，觀察接地電壓情況，2#直流屏對地電壓正常，1#直流屏電壓正對地+4.58V，負對地-216V，判斷故障在1#直流屏。

（3）甩開1#直流屏負載使之空載運行，2#帶全部負載。測1#直流屏電壓正對地+4.58V，負對地-216V；判斷故障在1#直流屏內部回路。

（4）進一步檢查1#直流屏回路。只投入第一組充電機回路，測量正負母線對地電壓正常；只投入第二組充電機回路，測量電壓正對地+4.58V，負對地-216V；故此判斷故障點在1#直流屏第二組充電機回路。

（5）將1#直流屏第二組電池組保險和正負極引線拆除，測量電池組正負極對地電壓，均測不到電壓（電池組正負極處于懸空狀態，無電壓屬于正常），說明電池組正常； 沒有接地現象。

（6）對1#直流屏停電部分使用電阻法進行排查故障，在檢查到第二組充電機回路合閘母線降壓硅堆下方時，回路電阻阻值異常約為0.6M歐姆（正常對地阻值約為1.9M歐姆），測量1#直流屏第一組充電回路和第二組充電回路，對比發現硅堆下方的橋式整流器連接端子部分壓降不一致，第一組充電機回路壓降末端數值為12V左右，而第二組充電機壓降末端數值為0V；判斷故障點在硅堆下方和橋式整流器及分壓器三個元件之間。測量硅堆對地電阻1.9 M歐姆正常，測量分壓器對地電阻2.1 M歐姆正常；測量橋式整流器4個管腳對地電阻，1#、3#、4#為3.3M歐姆正常；2#管腳對地阻值1.6K歐姆異常；通過測量法、對比法、反向驗證法基本鎖定故障點為橋式整流器2#管腳。

4 結語

通過故障分析：橋式整流器使用8年后絕緣降低，使管腳對金屬外殼絕緣下降乃至接地。對此種有金屬外殼的電子元件定期更換，或更換為有絕緣外殼的元件，就能杜絕此類故障的發生。

參考文獻：

[1]林慶云.應用電工學[M].電子工業出版社，2001.

[2]萬偉.直流系統分布電容的來源及影響分析[J].電工技術，2017，2（A）：26-27.

作者簡介：李海洋（1983-），本科，工程師，主要從事電氣維護工作。endprint